Номер 176, страница 22 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Московкина, Волков

7 класс. Равнодействующая сила - номер 176, страница 22.

Условие.

176. На тело массой 3 кг, расположенное на горизонтальной поверхности, действует сила 20 Н, направленная вертикально вверх. С какой силой тело давит на поверхность?

Решение.

Дано:

$m = 3$ кг
$F = 20$ Н (сила направлена вертикально вверх)
$g \approx 10$ Н/кг (ускорение свободного падения)

Найти:

$\text{P}$ — сила, с которой тело давит на поверхность.

Решение:

На тело, расположенное на горизонтальной поверхности, действуют три силы по вертикали:
1. Сила тяжести $F_{тяж}$, направленная вертикально вниз.
2. Внешняя сила $\text{F}$, направленная вертикально вверх.
3. Сила нормальной реакции опоры $\text{N}$, направленная вертикально вверх.

Сначала рассчитаем силу тяжести, действующую на тело:
$F_{тяж} = m \cdot g$
$F_{тяж} = 3 \text{ кг} \cdot 10 \text{ Н/кг} = 30 \text{ Н}$

Поскольку тело находится в состоянии покоя (не движется и не отрывается от поверхности), равнодействующая всех приложенных к нему сил равна нулю. Запишем второй закон Ньютона для проекции на вертикальную ось $\text{Y}$, направленную вверх:
$\Sigma F_y = N + F - F_{тяж} = 0$

Из этого уравнения выразим силу реакции опоры $\text{N}$:
$N = F_{тяж} - F$
Подставим известные значения:
$N = 30 \text{ Н} - 20 \text{ Н} = 10 \text{ Н}$

Согласно третьему закону Ньютона, сила $\text{P}$, с которой тело давит на поверхность (вес тела), равна по модулю и противоположна по направлению силе реакции опоры $\text{N}$.
$P = N$
Следовательно, сила, с которой тело давит на поверхность, равна 10 Н.

Ответ: тело давит на поверхность с силой 10 Н.